Optimierte Sortierung von Leichtverpackungsabfällen durch ein intelligentes Stoffstrommanagement
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2022)
Post-Consumer Verpackungskunststoffe sind mit 29,5 Mio. Mg/a (2020) der größte Kunststoffabfallstrom Europas (Plastics Europe 2022). Durch ein werkstoffliches Recycling von Post-Consumer Verpackungskunststoffen zu Rezyklaten und deren Einsatz zur Substitution von Primärkunststoffen werden ökologische Vorteile in Form eingesparter Treibhausgasemissionen (Astrup et al. 2009) und eingesparter Energie (Perugini et al. 2005) erzielt.
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Post-Consumer Verpackungskunststoffe sind mit 29,5 Mio. Mg/a (2020) der größte Kunststoffabfallstrom Europas (Plastics Europe 2022). Durch ein werkstoffliches Recycling von Post-Consumer Verpackungskunststoffen zu Rezyklaten und deren Einsatz zur Substitution von Primärkunststoffen werden ökologische Vorteile in Form eingesparter Treibhausgasemissionen (Astrup et al. 2009) und eingesparter Energie (Perugini et al. 2005) erzielt.
Verbesserte Trennung von Mehr- und Einschichtfolien mittels Nahinfrarotspektroskopie
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Die Europäische Union fordert von den Mitgliedstaaten eine Recyclingquote von 55% bis zum Jahr 2030 zu erreichen. In Österreich fallen derzeit pro Jahr in etwa 300.000 t an Kunststoffverpackungsabfall an, wovon etwa 69.000 t auf Folienverpackungen kleiner DIN A4 entfallen (van Eygen, 2015). Diese Post-Consumer Kunststofffolien werden derzeit größtenteils einer thermischen Verwertung zugeführt. Diese Art der Verwertung dient jedoch nicht der Erhöhung der Recyclingquote und verschwendet gleichzeitig wertvolle Ressourcen, die einer stofflichen Verwertung zugeführt werden könnten.
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Die Europäische Union fordert von den Mitgliedstaaten eine Recyclingquote von 55% bis zum Jahr 2030 zu erreichen. In Österreich fallen derzeit pro Jahr in etwa 300.000 t an Kunststoffverpackungsabfall an, wovon etwa 69.000 t auf Folienverpackungen kleiner DIN A4 entfallen (van Eygen, 2015). Diese Post-Consumer Kunststofffolien werden derzeit größtenteils einer thermischen Verwertung zugeführt. Diese Art der Verwertung dient jedoch nicht der Erhöhung der Recyclingquote und verschwendet gleichzeitig wertvolle Ressourcen, die einer stofflichen Verwertung zugeführt werden könnten.
Kunststoffe und andere Materialien simultan durch Fluoreszenz-Tracer, NIR und kĂĽnstliche Intelligenz detektieren und sortieren
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Kreislaufwirtschaft mit hohen Recycling- und Wiedereinsatzquoten gilt als Patentrezept gegen Rohstoffknappheit, für Klimaschutz und ist Basis für eine zukunftsfähige Wirtschaftsweise weltweit. De facto wird jedoch „der Bedarf an Materialien nur zu geringen Anteilen durch eine Kreislaufführung innerhalb des Bestandes gedeckt, weil die bestehende Abfallwirtschaft hinter den Ansprüchen einer Kreislaufwirtschaft zurückbleibt“ (SRU 2020).
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Kreislaufwirtschaft mit hohen Recycling- und Wiedereinsatzquoten gilt als Patentrezept gegen Rohstoffknappheit, für Klimaschutz und ist Basis für eine zukunftsfähige Wirtschaftsweise weltweit. De facto wird jedoch „der Bedarf an Materialien nur zu geringen Anteilen durch eine Kreislaufführung innerhalb des Bestandes gedeckt, weil die bestehende Abfallwirtschaft hinter den Ansprüchen einer Kreislaufwirtschaft zurückbleibt“ (SRU 2020).
Schließung von Stoffkreisläufen durch Separation von Kupferlegierungen
mittels Röntgenfluoreszenz-Sortiersystemen
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Steigende Rohstoff- und Energiepreise, Exportabhängigkeiten und Versorgungsrisiken bestärken aus ökonomischer und rohstoffpolitischer Sicht das Bestreben nach einem effizienteren Umgang mit Ressourcen (BMU 2020). Insbesondere der Ausbau der Sektoren erneuerbare Energien und E-Mobilität wird in den nächsten Jahren zu einer überproportionalen Nachfrage nach Kupferwerkstoffen führen (Elshaki et al. 2016). Gegenüber Primärkupfer, dessen Gewinnung aufgrund stetig sinkender Erzgehalte immer aufwendiger wird (Rötzer 2021), stellt das Recycling von Kupfer- und Kupferlegierungsschrotten hier eine wesentlich umweltfreundlichere Alternative für die metallerzeugende Industrie dar.
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Steigende Rohstoff- und Energiepreise, Exportabhängigkeiten und Versorgungsrisiken bestärken aus ökonomischer und rohstoffpolitischer Sicht das Bestreben nach einem effizienteren Umgang mit Ressourcen (BMU 2020). Insbesondere der Ausbau der Sektoren erneuerbare Energien und E-Mobilität wird in den nächsten Jahren zu einer überproportionalen Nachfrage nach Kupferwerkstoffen führen (Elshaki et al. 2016). Gegenüber Primärkupfer, dessen Gewinnung aufgrund stetig sinkender Erzgehalte immer aufwendiger wird (Rötzer 2021), stellt das Recycling von Kupfer- und Kupferlegierungsschrotten hier eine wesentlich umweltfreundlichere Alternative für die metallerzeugende Industrie dar.
Post-Consumer Kunststofffolienrecycling – Entwicklung einer feingutreduzierten Zerkleinerungstechnologie
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Die Zerkleinerungstechnik ist ein wichtiger Verfahrensschritt in der Aufbereitung von Altkunststoffen für das Recycling. Wie der Schredder aufgebaut ist (z.B. Messertype, Siebeinsätze, Nachdrücker etc.) und mit welchem Parametersetup (z.B. Drehzahl, Füllstand, Nachdrückerintervall etc.) dieser betrieben wird, ist einerseits vom Inputmaterial selbst und andererseits von den nachfolgenden Verfahrensschritten abhängig. Hauptziele der Zerkleinerung sind neben dem Aufschließen von Materialverbunden und der Vergrößerung der spezifischen Kornoberfläche, die gezielte Reduktion der Korngröße und Herstellung einer bestimmten Korngrößenverteilung, um Material sortierfähig zu machen (Kranert & Cord-Landwehr 2010).
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Die Zerkleinerungstechnik ist ein wichtiger Verfahrensschritt in der Aufbereitung von Altkunststoffen für das Recycling. Wie der Schredder aufgebaut ist (z.B. Messertype, Siebeinsätze, Nachdrücker etc.) und mit welchem Parametersetup (z.B. Drehzahl, Füllstand, Nachdrückerintervall etc.) dieser betrieben wird, ist einerseits vom Inputmaterial selbst und andererseits von den nachfolgenden Verfahrensschritten abhängig. Hauptziele der Zerkleinerung sind neben dem Aufschließen von Materialverbunden und der Vergrößerung der spezifischen Kornoberfläche, die gezielte Reduktion der Korngröße und Herstellung einer bestimmten Korngrößenverteilung, um Material sortierfähig zu machen (Kranert & Cord-Landwehr 2010).
MaĂźnahmenrelevante Faktoren auf RestmĂĽllzusammensetzung und Altstofferfassungsgrade in Ă–sterreich
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2022)
Das Ziel des 2017 abgeschlossenen Forschungsprojekts „Erstellung eines Leitfadens für die Durchführung von Restmüll – Sortieranalysen“ war es, österreichweit vergleichbare Daten über die gemischten Siedlungsabfälle zu erhalten, um gezielt bundesweite oder regionale abfallwirtschaftliche Maßnahmen insbesondere im Bereich der Sammelinfrastruktur und Öffentlichkeitsarbeit setzen zu können (Beigl 2020). Damit soll die Abfallvermeidung forciert und der Anteil der getrennt zu sammelnden und somit stofflich verwertbaren Abfallfraktionen gesteigert werden. Im Leitfaden wurde erstmals eine österreichweit verbindliche Methodik festgelegt, die abfallwirtschaftliche, abfalltechnische und statistische Kriterien erfüllt.
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Das Ziel des 2017 abgeschlossenen Forschungsprojekts „Erstellung eines Leitfadens für die Durchführung von Restmüll – Sortieranalysen“ war es, österreichweit vergleichbare Daten über die gemischten Siedlungsabfälle zu erhalten, um gezielt bundesweite oder regionale abfallwirtschaftliche Maßnahmen insbesondere im Bereich der Sammelinfrastruktur und Öffentlichkeitsarbeit setzen zu können (Beigl 2020). Damit soll die Abfallvermeidung forciert und der Anteil der getrennt zu sammelnden und somit stofflich verwertbaren Abfallfraktionen gesteigert werden. Im Leitfaden wurde erstmals eine österreichweit verbindliche Methodik festgelegt, die abfallwirtschaftliche, abfalltechnische und statistische Kriterien erfüllt.
Mineralische Ersatzbaustoffe – Aufbereitung ohne (Abfall-)Ende?
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2022)
Seit Jahrzehnten wird das Recycling von mineralischen Baustoffen betrieben – eigentlich schon seit der Zerstörung der baulichen Substanz während des letzten Weltkriegs der Not gehorchend unmittelbar im Zusammenhang mit dem Wiederaufbau in der Bundesrepublik Deutschland. Mit der Entwicklung des deutschen Umweltrechts bereits in den 50er Jahren, beginnend mit dem Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushalts (Wasserhaushaltsgesetz 1957), wurden im Hinblick auf die Auswirkungen aufbereiteter mineralischer Baustoffe auf den Untergrund und das Grundwasser in den verschiedenen Bundesländern Erlasse geregelt, mit denen die Anforderungen an die aufbereiteten Materialien und deren Einbau festgelegt wurden.
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Seit Jahrzehnten wird das Recycling von mineralischen Baustoffen betrieben – eigentlich schon seit der Zerstörung der baulichen Substanz während des letzten Weltkriegs der Not gehorchend unmittelbar im Zusammenhang mit dem Wiederaufbau in der Bundesrepublik Deutschland. Mit der Entwicklung des deutschen Umweltrechts bereits in den 50er Jahren, beginnend mit dem Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushalts (Wasserhaushaltsgesetz 1957), wurden im Hinblick auf die Auswirkungen aufbereiteter mineralischer Baustoffe auf den Untergrund und das Grundwasser in den verschiedenen Bundesländern Erlasse geregelt, mit denen die Anforderungen an die aufbereiteten Materialien und deren Einbau festgelegt wurden.
Quellen, Arten und Ströme von Makro- Kunststoffverschmutzungen in
und entlang der Donau
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2022)
Mithilfe einer Materialflussanalyse (MFA) konnten die wesentlichen Hauptquellen, Einträge, Transport- und Entsorgungswege von Kunststoffabfällen (KSA) der Donau und den angrenzenden Uferflächen zwischen Wien und der Ländergrenze AT-SK dargestellt werden. Die MFA zeigt, dass jährlich etwa 96.000 t durch die getrennte Kunststoffsammlung und Verwertung im Projektgebiet ordnungsgemäß entsorgt werden, während rund 1.260 t an Plastikmüll vor allem durch Littering in die Umwelt gelangen. Davon werden etwa 890 t KSA durch öffentliche Reinigungsmaßnahmen (z.B. Straßenreinigung) bzw. 200 t durch freiwillige Sammelaktivitäten (wie Flurreinigungsaktionen, etc.) erfasst, rund 170 t verbleiben jährlich in der fluvialen und terrestrischen Umgebung. Als relevante Verschmutzungsquellen konnten die Haushalte (62 Gew.- %), die Binnenschifffahrt (17 Gew.-%) und der Bausektor (12 Gew.-%) identifiziert warden.
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Mithilfe einer Materialflussanalyse (MFA) konnten die wesentlichen Hauptquellen, Einträge, Transport- und Entsorgungswege von Kunststoffabfällen (KSA) der Donau und den angrenzenden Uferflächen zwischen Wien und der Ländergrenze AT-SK dargestellt werden. Die MFA zeigt, dass jährlich etwa 96.000 t durch die getrennte Kunststoffsammlung und Verwertung im Projektgebiet ordnungsgemäß entsorgt werden, während rund 1.260 t an Plastikmüll vor allem durch Littering in die Umwelt gelangen. Davon werden etwa 890 t KSA durch öffentliche Reinigungsmaßnahmen (z.B. Straßenreinigung) bzw. 200 t durch freiwillige Sammelaktivitäten (wie Flurreinigungsaktionen, etc.) erfasst, rund 170 t verbleiben jährlich in der fluvialen und terrestrischen Umgebung. Als relevante Verschmutzungsquellen konnten die Haushalte (62 Gew.- %), die Binnenschifffahrt (17 Gew.-%) und der Bausektor (12 Gew.-%) identifiziert warden.
Dynamische Sammlung – Learnings und Potentiale
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Jährlich fallen in Österreich rund 270.000 Tonnen Altglas an (Austria Glas Recycling, o. D.). Den Großteil tragen dabei die privaten Haushalte bei. Zu den Erfolgsgeheimnissen der Österreichischen Sammelbetriebe zählt das etablierte flächendeckende Sammelsystem, das von Austria Glas Recycling, Kommunen und der Entsorgungswirtschaft ständig optimiert und auf die regionalen Bedürfnisse angepasst wird. Seit 2020 ist hierbei eine Logistikplattform, das so genannte Smart Collection Portal, in einigen Pilotregionen im Einsatz.
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Jährlich fallen in Österreich rund 270.000 Tonnen Altglas an (Austria Glas Recycling, o. D.). Den Großteil tragen dabei die privaten Haushalte bei. Zu den Erfolgsgeheimnissen der Österreichischen Sammelbetriebe zählt das etablierte flächendeckende Sammelsystem, das von Austria Glas Recycling, Kommunen und der Entsorgungswirtschaft ständig optimiert und auf die regionalen Bedürfnisse angepasst wird. Seit 2020 ist hierbei eine Logistikplattform, das so genannte Smart Collection Portal, in einigen Pilotregionen im Einsatz.
Grenzen der getrennten Sammlung
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2022)
Die getrennte Sammlung von Abfällen gilt als die Voraussetzung für die stoffliche Verwertung der so erfassten Abfälle. Dabei ist diese Tätigkeit eigentlich ein unbezahlter Beitrag der Bevölkerung für Aufgaben, für deren Erledigung in erster Linie die Öffentliche Hand zuständig ist. Diese Leistung war so lange notwendig, so lange die Technik nicht in der Lage war, die Abfälle aus einem Gemisch entsprechend sortenrein auszusortieren. Heute ist die Technik weiterentwickelt, gleichzeitig ist die Bevölkerung - vor allem in Großstädten - zur bedingungslosen Abfalltrennung nicht mehr bereit. Am Beispiel der Stadt Wien wird gezeigt, welche Wege möglich wären, aber auch, was sich in der Gesetzgebung der EU und des Bundes ändern müsste, damit die getrennte Sammlung nicht als Eine reine "Beschäftigungstherapie" bleibt und dem Gedanken der Abfallverwertung trotzdem voll entsprochen wird.
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Die getrennte Sammlung von Abfällen gilt als die Voraussetzung für die stoffliche Verwertung der so erfassten Abfälle. Dabei ist diese Tätigkeit eigentlich ein unbezahlter Beitrag der Bevölkerung für Aufgaben, für deren Erledigung in erster Linie die Öffentliche Hand zuständig ist. Diese Leistung war so lange notwendig, so lange die Technik nicht in der Lage war, die Abfälle aus einem Gemisch entsprechend sortenrein auszusortieren. Heute ist die Technik weiterentwickelt, gleichzeitig ist die Bevölkerung - vor allem in Großstädten - zur bedingungslosen Abfalltrennung nicht mehr bereit. Am Beispiel der Stadt Wien wird gezeigt, welche Wege möglich wären, aber auch, was sich in der Gesetzgebung der EU und des Bundes ändern müsste, damit die getrennte Sammlung nicht als Eine reine "Beschäftigungstherapie" bleibt und dem Gedanken der Abfallverwertung trotzdem voll entsprochen wird.
